雙語課程教學過程中的策略探討

摘要：深度學習作為人工智能領域的核心技術，其應用領域不斷擴大，并逐漸成為高等院校本科和研究生教育的重要關注點。《深度學習理論和應用》課程屬于南京郵電大學自動化學院的專業(yè)性必修課，該門專業(yè)課程自2018年起就采用了雙語授課。深度學習具有知識點多、理解難度大、更新?lián)Q代等特點。本文簡要介紹了如何在《深度學習理論和應用》課程中開展課堂雙語教學以及雙語教學的重要意義和目標，并且詳細討論了如何在雙語教學課程中開展面向問題解決的課堂教學方法，用以培養(yǎng)和提高學生科學思考能力、技術論文的撰寫能力和團隊的合作能力。最后探討了在《深度學習理論和應用》課程上，存在著一些問題。并對這些問題進行分析，提出優(yōu)化建議。

關鍵詞：深度學習理論和應用;雙語教學;策略探討

為了適應市場經(jīng)濟全球化及科技革命的時代挑戰(zhàn)，培養(yǎng)一批具有國際眼光的綜合創(chuàng)新型、具有國際市場競爭力的復合人才，各高校分別在人才培養(yǎng)期間建立了雙語課程。這樣的雙語課程不但可以增強在校大學生的國際眼光，而且可以促進學生之間的國際學術交往能力，還可以讓大學生們更好地認識到國際科技發(fā)展的前景和最新趨勢。加快推進雙語教學改革對于更好地落實教育部“教育面向現(xiàn)代化、面向世界、面向未來”的重大要求，將具有十分重要的促進意義。

一、課程介紹與課程分析

1.《深度學習理論和應用》課程性質(zhì)

該門課是為自動化學院智能科學與技術專業(yè)的學生提供的專業(yè)性很強的課程。通過對這門課程進行學習，可以使學生全面了解深度學習的原理和基本算法。本課程重點在介紹基本概念和原理，為后續(xù)機計算機視覺等方向的專業(yè)課程提供理論基礎。

2.《深度學習理論和應用》課程目標

引導廣大學生牢固樹立中國特色社會主義為中心的價值觀，培養(yǎng)學生求真務實的科學態(tài)度、獨立思維的科學精神、團隊協(xié)同合作的創(chuàng)造性科學道德素養(yǎng)，在全面認識深度學習的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的基礎上，掌握深度學習基本的原理、概念、方法及相關關鍵技術，具備深度模型體系的應用、開發(fā)、或者是科研等領域的實踐知識。能從而完成對深度學習以及相關領域的應用和研究。

3.《深度學習理論和應用》教學內(nèi)容及基本要求

課程的教學內(nèi)容是深度學習的基本原理、系統(tǒng)結(jié)構、關鍵技術及算法設計方法等。全面地介紹了深度學習的基礎系統(tǒng)組成和涉及到的各種關鍵技術，包括深度學習模型的基本概念和網(wǎng)絡表示、深層的神經(jīng)網(wǎng)絡、構建機器學習的項目、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡、自然語言處理、增強學習等。通過學習課程，學生應達到：掌握深度學習的基本原理，熟悉影響深度網(wǎng)絡的主要因素，初步掌握算法設計方法和性能評估手段，能夠根據(jù)特定應用需求設計實驗方案并進行分析及操作。

4.《深度學習理論和應用》的重點、難點

本課程為雙語授課，首先面臨的就是學生的英語聽、讀、寫等能力，其次課程教學內(nèi)容中也有強化學習、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡等難點。學生通過課程學習，使學生在全面掌握深度學習系統(tǒng)原理和主要技術的基礎上，具有開展建立模型、編碼等初步的工作能力;同時培養(yǎng)較好的深度學習領域?qū)I(yè)英語基礎及熟悉國內(nèi)外技術發(fā)展趨勢，能夠針對具體問題開展研究、分析并表達觀點。課程的難點主要在于如何研究深度學習中熱門算法，以及其中出現(xiàn)的一些問題，例如關于深度學習中的黑盒子問題、具有理論解釋的問題等等。其次是在課程中對神經(jīng)科學、調(diào)和分析、逼近理論、統(tǒng)計學和機器學習等知識點需要進行理解。

二、雙語教學過程中的策略

1.面向問題解決的課堂教學方法

問題的解決按其心理歷程大致可以劃分為：認知問題，表征問題，聯(lián)想和匹配，反思結(jié)論4個方面。在技術性教學中，以問題的解決方法作為技術性教學的一個出發(fā)點，尋找從問題的最初狀態(tài)走向目標狀態(tài)的一條通路或一種應用運算操作，逐步地過度至目標狀態(tài)的方法，使得學生們都可以切身體會感受到技術性教學的整個過程。課程預先為學生給出了深度學習提問的情境、指出了相關的參考文獻：并對其進行了一定的提醒，讓學生清楚地了解所要做的任務區(qū)域及其實現(xiàn)方法，并指導學生找出自己所提問題的初始狀態(tài)和目標狀況之間的差異，由此為基礎出發(fā)點把目標狀況劃分成若干個子目標每一個子目標，遵循“循序漸進、由淺入深、由簡到繁”的原則，使學生一步步的了解設計模型時需要考慮的推導、參數(shù)設置等問題。通過面向問題求解的教學模式開展教學工作，可以有效地讓我們的學生迅速地了解如何由一個課本中的基礎性問題渡入至其他相關主要問題的探討，熟悉科學探索研究的內(nèi)容和思路，為今后的理論學習和實踐工作奠定了良好的基礎。

2.強化英語專業(yè)詞匯，選擇合適的雙語教材和國際化的文獻

針對英語的專業(yè)詞匯，課程中完善了英文課件，在這些課件中穿插一些英文專業(yè)詞匯、需要理解的內(nèi)容和小試題。在進行授課時，教師首先清楚地列出了授課內(nèi)容中所需的重要專業(yè)性詞匯，使得學生能夠有一定的初步印象，然后對于這些專業(yè)性詞匯進行反復強調(diào)。學生通過回答老師的問題，強化對詞匯的理解和記憶。在學習結(jié)束之后，教師引導學生歸納總結(jié)，再次強調(diào)專業(yè)詞匯的應用。這種反復強化的授課方式有效地加深了大學生對于雙語深度學習課程中的專業(yè)詞匯的理解和記憶，進而有效地幫助他們更好地認識和掌握雙語課程的內(nèi)涵。專業(yè)單詞的學習不但極大地增長了學生們的專門知識，開拓了眼界，而且也培養(yǎng)了他們在國內(nèi)外其他領域中掌握前沿知識的技巧。

雙語教材的選擇是雙語教學質(zhì)量的重要保證。國外的原始版本并非完全適應中國的課程。原版英文課本一般教學內(nèi)容很多，沒有考慮到海外學生的教學需求。由于雙語教學課程數(shù)量有限且比較其他的漢語教學進度慢，部分原版內(nèi)容無法在課堂上詳細講解，以至于教材信息資源的浪費。在具體的教學中，課程在充分參考了原版課本和教材的基礎上，有選擇性地向?qū)W生演示了教學內(nèi)容，同時也分析了教材所涉及到的知識面。我們在深度學習雙語教學時選用了英文原版教材“Deep Learning”第一版，該書的作者Ian Goodfellow教授是深度學習領域的領軍人物。書籍已被全世界100多所大學和研究所使用，是國際高校的經(jīng)典教材。該書從基礎數(shù)學知識到各類深度方法全面而又深入地描述了深度學習的各個主題，是一本皆在幫助高校學生進入深度習領域的教科書，可以促進學生對深度學習的基礎和前沿知識有進一步的理解。

課程還選擇了有特色的斯坦福大學在線課程《深度學習理論》的課件作為配套參考資料，并選編了一些專業(yè)內(nèi)容進行補充和擴展，以突出課程的專業(yè)特色。同時可以增強學生的英文文獻翻譯閱讀技巧、提升學生參與國際交流的能力。該課程的內(nèi)容不僅結(jié)合了相關專業(yè)領域的研究與最新發(fā)展，還為學生們提供了很多的文獻，使得學生不但加深了對課堂所有知識點的理解，也掌握了科學技術的最新發(fā)展。在這門課程中，要求每位學生把自己所選擇的各種期刊和會議的資料進行整理匯報，每次限20分鐘。通過學生的匯報、同學們的互評、老師總結(jié)等多種方式，去培養(yǎng)學生們思考問題、解決實際問題及與國際學者進行溝通的能力。

3.雙語課程實驗和考核方式

《深度學習理論和應用》是一門綜合實踐性強、應用廣泛的教學課程，為了進一步培養(yǎng)和提高廣大學生的自主動手和實踐能力，課程特別編寫了一本專用的深度學習實驗指導書，指導說明書內(nèi)容采用了全英文格式編寫，實驗運用 python軟件，使用了雙語對學生的知識點進行指導，實驗報告也按照要求用英文進行撰寫。學生分組進行基于深度學習技術的學情分析項目開發(fā)。并在學習過程中，完成實時跟進和評測，從而讓學生對自己的學情有更客觀地評價。每個小組一般由3人，一起擔任算法的設計和實現(xiàn)，最后由2名學生使用英語匯報來完成實現(xiàn)的過程、顯示算法的結(jié)果，每次匯報10分鐘以內(nèi)。通過用大量英文單詞進行合理布置的英文作業(yè)和用大量英文單詞來組織完成的英文作業(yè)，可以有效培養(yǎng)學生正確的閱讀和口語理解能力，增進他們的英文記憶。讓教師通過引導每個學生如何運用英文進行問題回答和動手寫字，提高每個學生的英文書面語言能力表達。期末考試中使用全英文測試模擬題，要求每位參考學生都能夠使用英文進行模擬答題。學生最終錄取分數(shù)計算依據(jù)是通過以上各種成績進行綜合的評定。

三、小節(jié)

本文針對如何開展南京郵電大學自動化學院《深度學習理論和應用》雙語課程展開了討論，對存在的一些問題，進行了分析，并提出優(yōu)化建議。使學生在教學過程中培養(yǎng)相關技能，提高運用專業(yè)知識滿足實際需要的能力。

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作者簡介：蔡子贇（1987.3），男，漢族，江蘇徐州人，南京郵電大學，工學博士，講師，從事模式識別、機器學習研究。